[发明专利]一种碳化硅籽晶及其处理方法和一种碳化硅晶体

说明书

本发明涉及一种碳化硅籽晶及其处理方法和一种碳化硅晶体。所述碳化硅籽晶包括正面和背面，所述背面覆有保护层，所述保护层包括过渡层和碳膜层，所述过渡层位于籽晶与碳膜层之间，所述过渡层为碳化硅颗粒与碳复合的膜层。保护层与籽晶的粘附力高，能有效地保护籽晶背面，抑制背向蒸发，提高碳化硅晶体质量。

技术领域

本发明涉及碳化硅制备领域，具体涉及一种碳化硅籽晶及其处理方法和一种碳化硅晶体。

背景技术

大尺寸碳化硅单晶生长的常用方法为物理气相传输法（physical vaportransport，PVT法），该方法中籽晶的生长面（正面）和背面处于动态的沉积-蒸发状态，其中，生长面的气氛（由原料蒸发上来）处于过饱和状态，其沉积速率大于蒸发速率，晶体的生长面稳步朝着原料方向生长。籽晶的背面粘接在石墨托上，原料蒸发上来的气氛不能进入籽晶的背面，当籽晶背面与石墨托之间存在空洞时，籽晶背面将蒸发，使该空洞存在生长气氛，此时，在轴向温差的驱动下，该空洞将朝着生长面延伸，造成晶体内部存在空洞，从而引发其它如微管、位错等缺陷，使晶体质量下降。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种碳化硅籽晶及其处理方法和一种碳化硅晶体，该碳化硅籽晶的背面覆有保护层，保护层与籽晶的粘附力高，能有效地保护籽晶背面，抑制背向蒸发，提高碳化硅晶体质量。

本发明的第一方面是提供一种碳化硅籽晶，所述碳化硅籽晶包括正面和背面，所述背面覆有保护层，所述保护层包括过渡层和碳膜层，所述过渡层位于籽晶与碳膜层之间，所述过渡层为碳化硅颗粒与碳复合的膜层。

优选地，以保护层质量百分数计，所述碳化硅颗粒含量为2-15%。

优选地，所述保护层的厚度为5-50μm。

本发明的第二方面是提供一种碳化硅籽晶的处理方法，该方法包括以下步骤：

S1、将硅源与含碳聚合物混合得到混合物，然后将混合物涂覆在碳化硅籽晶背面；

S2、将涂覆有混合物的碳化硅籽晶进行加热反应，得到背面覆有保护层的籽晶，其中，保护层包括过渡层和碳膜层，所述过渡层位于籽晶与碳膜层之间，所述过渡层为碳化硅颗粒与碳复合的膜层。

优选地，相对于100重量份的含碳聚合物，所述硅源的含量为1-10重量份。

优选地，所述硅源为单质硅和/或氧化硅。

优选地，所述含碳聚合物为光刻胶。

优选地，所述含碳聚合物为环氧树脂和/或酚醛树脂。

优选地，所述混合物的粘度为40-1000 cp。

优选地，所述加热反应的温度为1500-1800℃，保温时间为1-5h。

优选地，所述加热反应前还包括步骤S12：对涂覆有混合物的籽晶进行干燥处理；所述干燥处理的温度为100-180℃，时间为30-180min。

本发明的第三方面是提供一种碳化硅晶体，该碳化硅晶体由碳化硅籽晶通过碳化硅晶体生长处理的PVT法得到，所述碳化硅籽晶为前述碳化硅籽晶或前述处理方法得到的碳化硅籽晶。

通过上述技术方案，本发明的碳化硅籽晶的背面覆有保护层，所述保护层包括过渡层和碳膜层，所述过渡层位于籽晶与碳膜层之间，所述过渡层为碳化硅颗粒与碳复合的膜层，过渡层能提高碳膜层与籽晶的粘附力，有效地保护籽晶背面，抑制背向蒸发，提高碳化硅晶体质量。